杜思如，林德曼定律的拓展复习VIP专享VIP免费

林德曼定律的拓展复习杜思如（河南省漯河市第二高级中学462000）电话：0395――2682762手机：13839589065Email：dusiru2003@163.com20世纪30年代末，美国生态学家林德曼（R.L.Linderman）在美国赛达伯格湖对该湖泊生态系统进行了开拓性的研究工作。他通过定位、定量的测定工作，对湖泊生态系统中各类生物有机体的生物量，各类生物有机体之间的营养关系以及与环境之间的能量关系进行了深入调查和研究，取得了从一个营养级到另一个营养级物质与能量移动的本质了解，创立了营养动态观点（trophic-dynamicviewpoint）。他发现能量沿营养级移动时，逐级递减，后一营养级只能是前一营养级能量的1/10左右，从而提出生态系统中能量传递的“十分之一定律”。1942年他将这一结论发表。他在《生态学的营养动态概说》一文中指出，生态系统营养动态的基本过程就是能量在生态系统中的转化过程。生态系统内部的生物有机体都要依靠系统外部能量（太阳能）的输入。生态系统中的绿色植物，作为生产者首先通过光合作用吸收太阳能，因此生产者是生态系统的能量基础。该定律是苏教版高中生物必修三第三章、第四章、第五章的综合所在，借助于对该定律的深入研究拓展，可以进一步把整个生态学的关于种群、生物群落、生态系统的成分、生态系统的结构、生态系统的三大功能以及生态系统的稳态进行总结复习，可以实现课本知识与生活实践的良好衔接，有助于学生对生态学知识的深入理解和应用解决实际问题的能力的提高。对教材上的赛达伯格湖的能量流动图解进行补充调整如下图所示。我们结合图示进行前后知识渗透和林德曼定律的拓展应用总结：1、该定律当初是林德曼在水生生态系统和实验室的培养箱的研究中得到的。大量研究证明，这一定律十分适用于水域生态系统，对陆地生态系统不完全适用。陆地生态系统的消费效率有时比海洋生态系统低得多。在其他不同的生态系统中，其值高则可达30%，低则可能只有1%或更低。2、该定律的应用适用于相对封闭的生态系统，必须是和外界没有物质能量的交流，比如说不能向湖里倒入饲料食物、不能进行捕捞等，只有这样图解中标注的数字规律才能成立。3、该定律显示生态系统的能量流动规律的特点是单向流动、逐级递减。这个特点就是根据图解中的数字进行数学推导得出的，但是我们必须强调这个特点指的是沿着食物链进1行能量流动的特点（A464.6J/（cm2.a）—→B62.8J/（cm2.a）—→C12.6J/（cm2.a））。显示了生态系统中沿着食物链前后营养级发生的食物联系，只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级。在传递过程中，每一个营养级的生物代谢活动（如呼吸、排泄、生长、繁殖）都会消耗相当多的能量，而这些能量最终以热的形式散失从而使能量逐级递减。4、如图可以进行数学推导。第一营养级生产者的能量输入是A=464.6J/（cm2.a）,大约占照射到地球表面的太阳能的0.1%，该能量值就是流经该生态系统的总能量值，也就是生产者固定的太阳能总量。第一营养级的能量输出是a1=96.3J/（cm2.a）(自身呼吸消耗分解用于自身生长等)，a2=62.8J/（cm2.a）（被下一个营养级同化），a3=12.5J/（cm2.a）（残渣、遗留物被分解者分解利用）a4=293.0J/（cm2.a）（沉积物、泥炭层形成化石燃料等），A=a1+a2+a3+a4。第二营养级能量输入是B=a2=62.8J/（cm2.a）,该能量值是同化第一营养级的生物量。第二营养级的能量输出是b1=18.8J/（cm2.a）(自身呼吸消耗分解用于自身生长等)，b2=12.6J/（cm2.a）（被下一个营养级同化），b3=2.1J/（cm2.a）（残渣、粪便、尿液、遗留物被分解者F末被利用327.396.3D呼吸122.6E分解者14.7B植物性动物62.8C肉食性动物12.6A生产者464.6a262.8b212.6a1a312.5a4293b118.8b32.129.3b4c17.5c30.1c45.0太阳能未固定（图中数字为能量数值，单位为J/（cm2.a）焦每平方厘米每年。图中的未固定指的是未被固定的太阳能，未利用指的是未被后一个营养级和分解者利用的能量。）2分解利用），b4=29.3J/（cm2.a）（沉积物、泥炭层形成化石燃料等），B=b1+b2+b3+b4。第三营养级能量输入是C=b2=12.6J/（cm2.a）,该能量值是同化第二营养级的生物量。第三营养级的能量输出是c1=7.5J/（...